JP2022077389A - Biological information acquisition device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体情報取得装置に関する。 The present invention relates to a biological information acquisition device.
現在、車両のハンドルの左右2箇所の把持部に夫々左電極及び右電極を設置しておき、運転者が車両のハンドルを把持するだけで、当該運転者の心電波形を測定できるようにした生体情報測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。かかる生体情報測定装置には、左電極及び右電極間の電位差を検出する電位差検出回路と、当該電位差に基づき、運転者の心電波形を示す心電図信号及び心拍数を検出するデータ処理部と、が設けられている。 Currently, left and right electrodes are installed on the left and right grips of the steering wheel of the vehicle, respectively, so that the driver can measure the electrocardiographic waveform of the driver simply by grasping the steering wheel of the vehicle. Biometric information measuring devices are known (see, for example, Patent Document 1). Such a biological information measuring device includes a potential difference detection circuit that detects a potential difference between a left electrode and a right electrode, and a data processing unit that detects an electrocardiogram signal indicating an electrocardiographic waveform of a driver and a heart rate based on the potential difference. Is provided.
上記の左電極及び右電極の各々は、ハンドルに着脱可能なカバーの表面に設けられたシート状のゴム電極によって構成されている。車両の運転者は運転中常にハンドルを把持しており、ゴム電極には常に運転者の掌が接触した状態となる。このため、ゴム電極の摩耗が生じ、電極の特性が変化するおそれがある。 Each of the left electrode and the right electrode is composed of a sheet-shaped rubber electrode provided on the surface of a cover that can be attached to and detached from the handle. The driver of the vehicle always holds the steering wheel while driving, and the rubber electrode is always in contact with the driver's palm. Therefore, the rubber electrode may be worn and the characteristics of the electrode may be changed.
また、左電極及び右電極の各々は、一対の分割電極から構成されている。そして当該一対の分割電極は、一方がアクティブ電極、他方がニュートラル電極の機能を有する。生体情報の測定時には、運転者の皮膚がアクティブ電極に接触している必要がある。一方、ニュートラル電極は電位の基準点を与える電極である。 Further, each of the left electrode and the right electrode is composed of a pair of split electrodes. One of the pair of split electrodes has the function of an active electrode and the other has a function of a neutral electrode. When measuring biometric information, the driver's skin must be in contact with the active electrodes. On the other hand, the neutral electrode is an electrode that provides a reference point for electric potential.
運転者によるハンドルの把持の態様は、運転中の状況や車両の種類によって異なる場合がある。このため、アクティブ電極及びニュートラル電極の配置が固定されていると、生体情報の取得を安定して行うことができないおそれがある。 The mode of gripping the steering wheel by the driver may differ depending on the driving situation and the type of vehicle. Therefore, if the arrangement of the active electrode and the neutral electrode is fixed, it may not be possible to stably acquire biometric information.
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、安定した検出結果を得ることが可能な生体情報検出装置を提供することを目的の一つとしている。 The present invention has been made in view of the above points, and one of the objects of the present invention is to provide a biological information detection device capable of obtaining stable detection results.
請求項1に記載の発明は、移動体のハンドルに据え付けられる基材部と、前記基材部上に設けられ、前記ハンドルを把持するドライバー側から見て手前側となる位置に配された第1電極と、前記基材部上に設けられ、前記ハンドルを把持するドライバー側から見て奥側となる位置に配された第2電極と、前記第1電極又は前記第2電極の少なくともいずれかを介して前記ハンドルを把持しているドライバーの生体情報を検出する生体情報検出部と、を有し、前記生体情報検出部は、前記第1電極及び前記第2電極の前記生体情報の検出に関する機能を前記生体情報の検出に関連する状況に応じて切り替えることを特徴とする。
The invention according to
以下に本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下の各実施例における説明及び添付図面においては、実質的に同一または等価な部分には同一の参照符号を付している。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In the description and the accompanying drawings in each of the following examples, substantially the same or equivalent parts are designated by the same reference numerals.
図1は、車両に搭載される生体情報取得システム100の構成を示すシステム構成図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a configuration of a biological
生体情報取得システム100は、車両のハンドル(ステアリングホイールとも称する)に装着されるハンドルカバー10、ハンドルカバー10に設置されたセンサ電極20L及び20R、生体情報検出ユニット30、及び表示装置40を含む。
The biological
センサ電極20Lは、ハンドルカバー10をハンドルに装着した際に、ハンドルのリング部における運転者の左手で把持される領域に位置するように設けられている。センサ電極20Rは、運転者の右手で把持される領域に位置するように設けられている。センサ電極20L及び20Rは、夫々配線(図示せず)を介して生体情報検出ユニット30と接続されている。
The
生体情報検出ユニット30は、ハンドルカバー10をハンドルに装着した際に、ハンドルのスポーク部に対応する領域に位置するように設けられている。生体情報検出ユニット30は、センサ電極20R及び20L間に生じる電位差、つまり当該センサ電極に接触した運転者の生体現象に伴って体内から発せられる電気信号から、心拍数、心電図、呼吸数、又は筋電図等の生体情報を検出し、検出した生体情報を表す生体情報信号を生成する。また、生体情報検出ユニット30は、センサ電極20R及び20Lより検出される信号に基づいて、運転者がハンドルを把持しているか否かを示す把持信号を生成する。
The biological
尚、生体情報検出ユニット30は、Bluetooth(登録商標)等を利用して表示装置40との無線通信を確立する無線通信機能を有する。生体情報検出ユニット30は、上記のように生成した生体情報信号及び把持信号を表示装置40に無線送信する。
The biological
表示装置40は、液晶パネル等からなる表示画面を有する。表示装置40は、生体情報検出ユニット30から受信した生体情報信号に基づいて、運転者の心拍数、心電図、呼吸数、筋電図等の状態を示す情報や、それらから算出可能な2次情報(眠気度や疲労度)を表示画面に表示させる。また、表示装置40は、生体情報検出ユニット30から受信した把持信号が、運転者がハンドルを把持していないことを示している場合には、ハンドルを把持するように促すテキストメッセージを表示画面に表示させる。また、表示装置40は、センサ電極20L及び20Rが劣化していることを報知する要求(電極劣化報知要求)を生体情報検出ユニット30から受信し、これに応じてセンサ電極20L及び20Rが劣化していることを報知するテキストメッセージを表示画面に表示させる。
The
次に、本実施例のセンサ電極20L及び20Rの構成について、図2A、図2B及び図3を参照して説明する。
Next, the configurations of the
図2Aは、ハンドルカバー10をハンドルに装着した際の運転手側(以下、手前側とも称する)から見たハンドルカバー10及びセンサ電極20L及び20Rの正面図である。図2Bは、ハンドルカバー10をハンドルに装着した際の運転手とは反対側(以下、奥側とも称する)から見たハンドルカバー10及びセンサ電極20L及び20Rの正面図である。なお、ここでは生体情報検出ユニット30及びハンドル本体の図示を省略している。
FIG. 2A is a front view of the
ハンドルカバー10は、環形状を有する基材部から構成され、車両のハンドルに装着可能に構成されている。
The
センサ電極20Lは、第1電極20LA及び第2電極20LBから構成されている。同様に、センサ電極20Rは、第1電極20RA及び第2電極20RBから構成されている。センサ電極20Lの第1電極20LA、第2電極20LB、センサ電極20Rの第1電極20RA、第2電極20RBの各々は、シート状のゴム電極から構成され、ハンドルカバーを構成する基材部の表面に設けられている。
The
センサ電極20Lは、ハンドルカバー10を車両のハンドルに装着した際に、運転者の左手側に配置されるセンサ電極である。センサ電極20Lの第1電極20LAは、ハンドルカバー10の装着時に運転者から見て手前側に位置するように配置されている。センサ電極20Lの第2電極20LBは、ハンドルカバー10の装着時に運転者から見て奥側に位置するように配置されている。
The
センサ電極20Lの第1電極20LA及び第2電極20LBの各々は、ハンドルカバー10を構成する基材部の環形状の円周方向に沿って延伸する形状を有する。ドライバーがハンドルを操作する際の滑りやすさを軽減するため、センサ電極20Lの第1電極20LAの幅(延伸方向に直交する方向の幅)は、第2電極20LBの幅よりも狭く構成される。すなわち、センサ電極20Lの第1電極20LAは、第2電極20LBよりも細長い形状を有する。
Each of the first electrode 20LA and the second electrode 20LB of the
図3は、図2Aの3-3線(一点鎖線)における断面図である。ハンドルカバー10は、開口部APを有するチューブ状の基材部BPから構成されている。センサ電極20Lの第1電極20LA及び第2電極20LBは、基材部BPの表面の互いに対称な位置(すなわち、反対側の位置)に配置されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 (dashed line) of FIG. 2A. The
再び図2A及び図2Bを参照すると、センサ電極20Rは、ハンドルカバー10を車両のハンドルに装着した際に、運転者の右手側に配置されるセンサ電極である。センサ電極20Rの第1電極20RAは、ハンドルカバー10の装着時に運転者から見て手前側に位置するように配置されている。センサ電極20Rの第2電極20RBは、ハンドルカバー10の装着時に運転者から見て奥側に位置するように配置されている。
Referring to FIGS. 2A and 2B again, the
センサ電極20Rの第1電極20RA及び第2電極20RBの各々は、基材部の環形状の円周方向に沿って延伸する形状を有する。センサ電極20Rの第1電極20RAの幅(延伸方向に直交する方向の幅)は、第2電極20RBの幅よりも狭い。すなわち、センサ電極20Rの第1電極20RAは、第2電極20RBよりも細長い形状を有する。
Each of the first electrode 20RA and the second electrode 20RB of the
また、センサ電極20Lの第1電極20LA、第2電極20LB、及びセンサ電極20Rの第1電極20RA、第2電極20RBの表面には、複数の孔部HLが形成されている。複数の孔部HLは、ハンドルカバー10を構成する基材部の環形状の円周方向に沿って配列されている。
Further, a plurality of hole HLs are formed on the surfaces of the first electrode 20LA and the second electrode 20LB of the
センサ電極20Lの第1電極20LA及び第2電極20LBは、一方がアクティブ電極、他方がニュートラル電極となるように設定される。同様に、センサ電極20Rの第1電極20RA及び第2電極20RBは、一方がアクティブ電極、他方がニュートラル電極となるように設定される。
The first electrode 20LA and the second electrode 20LB of the
アクティブ電極及びニュートラル電極は、生体電気信号BSの検出に関する各センサ電極の機能(以下、単に電極の機能と称する)である。アクティブ電極は、運転者からの電気信号を取得する計測電極としての機能を有する。ニュートラル電極は、電位測定における電位の基準点を与える基準電極としての機能を有する。アクティブ電極のみでも生体電気信号BSの検出は可能であるが、ニュートラル電極によって、生体電気信号BSの増幅アンプ(図示せず)の基準電位と同相電位となるような電位をドライバーに付与することで、生体情報の検出精度を向上させることができる。 The active electrode and the neutral electrode are functions of each sensor electrode related to detection of the bioelectric signal BS (hereinafter, simply referred to as electrode function). The active electrode has a function as a measuring electrode for acquiring an electric signal from the driver. The neutral electrode has a function as a reference electrode that provides a reference point for the potential in the potential measurement. Although it is possible to detect the bioelectric signal BS using only the active electrode, the neutral electrode is used to give the driver a potential that is in phase with the reference potential of the amplification amplifier (not shown) of the bioelectric signal BS. , The detection accuracy of biological information can be improved.
なお、本実施例の生体情報検出ユニット30は、把持信号の検出結果や各電極の劣化状態等に応じて、第1電極及び第2電極の電極機能の切り替え(すなわち、どちらがアクティブ電極となり、どちらがニュートラル電極となるのかの切り替え)を行う。
The biological
電極機能設定の第1モードでは、センサ電極20Lの第1電極20LA及びセンサ電極20Rの第1電極20RAは、ニュートラル電極に設定される。また、センサ電極20Lの第2電極20LB及びセンサ電極20Rの第2電極20RBは、アクティブ電極に設定される。
In the first mode of electrode function setting, the first electrode 20LA of the
電極機能設定の第2モードでは、センサ電極20Lの第1電極20LA及びセンサ電極20Rの第1電極20RAは、アクティブ電極に設定される。また、センサ電極20Lの第2電極20LB及びセンサ電極20Rの第2電極20RBは、ニュートラル電極に設定される。
In the second mode of electrode function setting, the first electrode 20LA of the
上記の通り、センサ電極20L及び20Rはシート状のゴム電極から構成されており、原則として、運転者の掌が接触する第1電極(20LA,20RA)の方が、指先が接触する第2電極(20LB,20RB)よりも摩耗しやすい。したがって、ゴム電極の摩耗(すなわち、電極の劣化)による生体情報信号の検出機能の低下を防ぐため、センサ電極20L及び20Rの各々の第1電極及び第2電極には、原則として第1モードに従って電極機能が設定されている。
As described above, the
一方、運転者がハンドルを把持しておらず、ハンドルに手を置いて運転動作を行っているような場合には、センサ電極20L及び20Rの各々の第1電極及び第2電極の機能は、第2モードに従って設定される。
On the other hand, when the driver does not hold the steering wheel and puts his / her hand on the steering wheel to perform the driving operation, the functions of the first electrode and the second electrode of the
図4は、生体情報検出ユニット30の内部構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of the biological
生体情報検出ユニット30は、電源回路300、生体情報検出回路301、把持信号検出回路302、メモリ303、送受信回路304、RRI算出部305、電極状態判定部306及び電極機能切替回路307を含む。
The biological
電源回路300は、一次電池又は二次電池からなるバッテリBTが発生する電池電圧を受け、当該電池電圧に基づき定電圧の電源電圧を生成する。電源回路300は、生成した電源電圧を、生体情報検出回路301及び把持信号検出回路302を含む生体情報検出部に供給する。
The
生体情報検出回路301は、センサ電極20L及び20R間に生じる電位差に基づく信号(以下、生体電気信号BSと称する)を取得する。そして、生体情報検出回路301は、取得した生体電気信号BSに基づいて、生体情報としての心電図及び心拍数を表す信号(以下、生体情報信号BISと称する)を検出する。生体情報検出回路301は、生体情報信号BISを送受信回路304に供給する。
The biometric
把持信号検出回路302は、センサ電極20L及び20R間に流れる電流に基づき、車両の運転者の両手がセンサ電極20L及び20Rを把持しているか否かを判定する。把持信号検出回路302は、判定結果を示す信号(以下、把持信号GSと称する)を制御部400に供給する。把持信号検出回路302は、運転者の左手側(センサ電極20L)及び右手側(センサ電極20R)の各々について、把持信号GSを生成する。
The gripping
なお、本実施例においてセンサ電極を「把持」しているとは、当該センサ電極の第1電極及び第2電極の双方に運転者の手が接触している状態を指す。すなわち、運転者の左手がセンサ電極20Lの第1電極20LA及び第2電極20LBの両方に接触している場合、運転者がセンサ電極20Lを把持していることを示す把持信号GSが生成される。運転者の左手が第1電極20LA及び第2電極20LBのいずれか一方にのみ接触している場合、及びいずれにも接触していない場合、運転者がセンサ電極20Lを把持していないことを示す把持信号GSが生成される。同様に、運転者の右手がセンサ電極20Rの第1電極20RA及び第2電極20RBの両方に接触している場合、運転者がセンサ電極20Rを把持していることを示す把持信号GSが生成される。運転者の右手が第1電極20RA及び第2電極20RBのいずれか一方にのみ接触している場合、及びいずれにも接触していない場合、運転者がセンサ電極20Rを把持していないことを示す把持信号GSが生成される。
In this embodiment, "grasping" the sensor electrode means a state in which the driver's hand is in contact with both the first electrode and the second electrode of the sensor electrode. That is, when the driver's left hand is in contact with both the first electrode 20LA and the second electrode 20LB of the
メモリ303は、不揮発性のメモリであり、運転者がハンドルカバー10をハンドルに装着する車両の種類(車種、形式、車両の名称等)についての登録情報、各センサ電極の機能の設定についての運転者の個人毎の設定情報(すなわち、第1モードと第2モードのどちらを初期状態として設定するか)を記憶する記憶領域を有する。
The
送受信回路304は、上記した生体情報信号BIS及び把持信号GSを表示装置40に無線送信する。また、送受信回路304は、電極状態判定部306によってセンサ電極20L及び20Rが劣化していると判定され、制御部400から電極劣化報知要求が供給された場合には、当該電極劣化報知要求を表示装置40に無線送信する。
The transmission /
また、送受信回路304は、車両に搭載された加速度センサ(図示せず)から、車両に生じた振動を示す加速度に関する情報(以下、加速度情報と称する)を取得する。あるいは、送受信回路304を介して加速度情報を取得することに代えて、生体情報検出ユニット30自体に加速度センサを設けて加速度情報を取得してもよい。加速度情報は、後述する電極機能切り替え処理において、車両に生じた振動や車両の前後方向の加速度を判定するために用いられる。また、送受信回路304は、車両に搭載された車速センサ(図示せず)から、車両の車速情報を取得する。送受信回路304は、取得した加速度情報及び車速情報を制御部400に供給する。
Further, the transmission /
RRI算出部305は、生体情報検出回路301が検出した生体情報信号BISに基づいて、心拍の間隔を示すRRI(R R Interval)を算出する。RRI算出部305は、算出したRRIデータを制御部400及び電極状態判定部306に供給する。
The
電極状態判定部306は、RRI算出部305から供給されたRRIデータに基づいて、センサ電極20L及び20Rの劣化度を判定する。例えば、電極状態判定部306は、車両に生じた振動に対するRRI取得率の変化に基づいて、センサ電極20L及び20Rの劣化度を判定する。
The electrode
図5は、振動に対するRRI取得率の変化を模式的に示すグラフである。図中のARCは、センサ電極20L及び20Rが劣化していない場合の標準的な取得率の変化を示している。一般的に、RRIの取得率は、車両に生じる振動が大きくなるにつれて低下する。同様に、車速や車両の前後方向の加速度が大きくなった場合にも、RRIの取得率が低下する。
FIG. 5 is a graph schematically showing the change in the RRI acquisition rate with respect to vibration. The ARC in the figure shows the change in the standard acquisition rate when the
センサ電極20L及び20Rが劣化すると、その度合に応じて車両に生じた振動や車速に応じたRRI取得率の値が低下する。すなわち、現在車両に生じている振動や車速を基準として、電極が劣化していない場合のRRI取得率と実際のRRI取得率とを比較することにより、電極がどの程度劣化しているのかを判定することができる。
When the
例えば、小さな劣化が生じている場合、振動に対するRRI取得率は、図5に「劣化:小」として示す網掛けの領域に位置することになる。また、中程度の劣化が生じている場合、振動に対するRRI取得率は、図5に「劣化:中」として示す網掛けの領域に位置することになる。また、大きな劣化が生じている場合、振動に対するRRI取得率は、図5に「劣化:大」として示す網掛けの領域に位置することになる。 For example, when a small deterioration occurs, the RRI acquisition rate for vibration is located in the shaded area shown as "deterioration: small" in FIG. Further, when moderate deterioration occurs, the RRI acquisition rate for vibration is located in the shaded area shown as "deterioration: medium" in FIG. Further, when a large deterioration occurs, the RRI acquisition rate for vibration is located in the shaded area shown as "deterioration: large" in FIG.
電極状態判定部306は、センサ電極20L及び20Rの第1電極及び第2電極の各々について劣化度を判定する。そして、電極状態判定部306は、判定結果を示す信号(以下、電極劣化判定信号DJSと称する)を制御部400に供給する。
The electrode
再び図4を参照すると、電極機能切替回路307は、センサ電極20Lの第1電極20LA及び20LBについて、電極の機能の切り替えを行う。また、電極機能切替回路307は、センサ電極20Rの第1電極20RA及び20RBについて、電極の機能の切り替えを行う。
Referring to FIG. 4 again, the electrode
電極機能切替回路307は、制御部400によってメモリ303から読み出された各種情報、及び把持信号検出回路302が検出した把持信号GSに基づいて、センサ電極20L及び20Rの各々の第1電極及び第2電極についての電極の機能の切り替えを行う。
The electrode
また、電極機能切替回路307は、電極状態判定部306が生成した電極劣化判定信号DJSに基づいて、センサ電極20L及び20Rの各々の第1電極及び第2電極についての電極の機能の切り替えを行う。具体的には、電極機能切替回路307は、第1電極及び第2電極のうちの少なくとも一方の劣化度が所定以上(例えば、図5に示す「劣化度:中」以上)である場合、相対的に劣化度が大きい電極がニュートラル電極、相対的に劣化度が小さい電極がアクティブ電極となるように、電極機能の切り替え(設定)を行う。例えば、電極機能切替回路307は、センサ電極20Lの第2電極20LBの劣化度が所定以上であり、相対的に第1電極20LAよりも劣化度が大きい場合、第1電極20LAがアクティブ電極、第2電極20LBがニュートラル電極となるように電極機能の切り替えを行う。
Further, the electrode
制御部400は、生体情報検出ユニット30各部の制御を行う。特に、制御部400は、電極機能切替回路307を制御して、センサ電極20L及び20Rの各々の第1電極及び第2電極についての電極の機能の切り替えを実行させる。
The
以下に、制御部400及び電極機能切替回路307の動作について詳細に説明する。
The operation of the
図6は、電極機能切替処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing a processing routine of the electrode function switching process.
まず、制御部400は、メモリ303にアクセスし、車両の種類についての登録情報を取得する(STEP101)。また、制御部400は、メモリ303から各センサ電極の機能の設定についての設定情報を読み出す(STEP102)。
First, the
制御部400は、メモリ303から読み出した登録情報及び設定情報に基づいて、初期状態として設定する電極機能の設定(すなわち、初期設定)が第1モードであるか否かを判定する(STEP103)。例えば、登録情報における車両の種類がトラックなどの大型車両を示す場合、このような車両において、ハンドルは、その回転面が比較的水平に設置されているため、運転者はハンドルの手前側に手を据えて運転する機会が多くなる。このため第2モードに設定することで、生体情報を取得できる機会を増やすことができる。すなわち、生体情報取得システム100が搭載される車両の種類に応じて、初期設定を第1モードとするか第2モードとするかが決定されてもよい。
The
初期設定が第1モードであると判定すると(STEP103:YES)、制御部400は把持信号検出回路302によって把持信号GSが検出されたか否かを判定する(STEP104)。一方、初期設定が第1モードではないと判定すると(STEP103:NO)、STEP106に移る。
When it is determined that the initial setting is the first mode (STEP 103: YES), the
STEP104において、把持信号が検出されたと判定すると(STEP104:YES)、制御部400は電極機能切替回路307を制御し、第1モードの設定に従ってセンサ電極20L及び20Rの各々の第1電極及び第2電極をアクティブ電極又はニュートラル電極に設定させる(STEP105)。
When it is determined in STEP 104 that the gripping signal is detected (STEP 104: YES), the
一方、STEP104において把持信号が検出されないと判定された場合(STEP104:NO)及びSTEP103で設定が第1モードではないと判定された場合(STEP103:NO)、制御部400は電極機能切替回路307を制御し、第2モードの設定に従ってセンサ電極20L及び20Rの各々の第1電極及び第2電極をアクティブ電極又はニュートラル電極に設定させる(STEP106)。把持信号が検出されないと判定された場合に第2モードに設定すれば、ハンドルが把持されていない状態であっても、ハンドルの手前側に据えられた運転者の手から生体電気信号BSをアクティブ電極で取得することで、生体情報の検出の機会を増やすことができる。
On the other hand, when it is determined in STEP104 that the gripping signal is not detected (STEP104: NO) and when it is determined in STEP103 that the setting is not the first mode (STEP103: NO), the
STEP105及びSTEP106の実行後、図6に「A」として示す次のSTEPへと移る。 After executing STEP 105 and STEP 106, the process proceeds to the next STEP shown as "A" in FIG.
図7は、STEP105及び106以降の電極機能切替処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing a processing routine of electrode function switching processing after STEP 105 and 106.
制御部400は、送受信回路304を介して車両の加速度情報及び車速情報を取得する(STEP201)。
The
制御部400は、取得した加速度情報及び車速情報に基づいて、車両の走行状態を判定する(STEP202)。例えば、制御部400は、加速度情報に基づいて車両に生じている振動の大きさや前後方向の加速度を判定する。
The
制御部400は、車両に生じている振動の大きさ及び車速がそれぞれ所定以上であるか否かを判定する(STEP203)。
The
車両に生じている振動の大きさ又は車速のうち少なくとも一方が所定以上であると判定すると(STEP203:YES)、制御部400は、電極機能切替回路307を制御し、現在設定されているモードに拘らず、第2モードの設定に従ってセンサ電極20Lの第1電極20LA及びセンサ電極20Rの第1電極20RAをアクティブ電極に設定し、センサ電極20Lの第2電極20LB及びセンサ電極20Rの第2電極20RBをニュートラル電極に設定する(STEP204)。
When it is determined that at least one of the magnitude of the vibration generated in the vehicle or the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value (STEP203: YES), the
一方、車両に生じている振動の大きさ及び車速がいずれも所定未満であると判定すると(STEP203:NO)、制御部400は、現在設定されているモードを維持する(STEP205)。
On the other hand, when it is determined that both the magnitude of the vibration generated in the vehicle and the vehicle speed are less than a predetermined value (STEP 203: NO), the
生体情報検出回路301は、STEP204又はSTEP205で設定された電極機能の状態でセンサ電極20L及び20Rから取得した生体電気信号BSに基づいて、生体情報信号BISを生成する。制御部400は、生体情報検出回路301から生体情報信号BISを取得する(STEP206)。
The biometric
RRI算出部305は、生体情報信号BISに基づいてRRIを算出する(STEP207)。RRI算出部305は、算出したRRIを示すRRIデータを電極状態判定部306に供給する。
The
電極状態判定部306は、RRI算出部305から供給されたRRIデータと加速度情報又は速度情報に基づいて、センサ電極20L(第1電極20LA、第2電極20LB)及びセンサ電極20R(第1電極20RA、第2電極20RB)の各々が劣化しているか否か(すなわち、劣化度が所定以上であるか否か)を判定する(STEP208)。
The electrode
各センサ電極の第1電極及び第2電極のいずれかが劣化していると判定すると(STEP208:YES)、電極状態判定部306は、電極の劣化度を示す電極劣化判定信号DJSを制御部400に供給する。制御部400は、電極劣化判定信号DJSを受け、これに応じて電極劣化報知要求を送受信回路304に供給する。送受信回路304は、当該電極劣化報知要求を表示装置40に無線送信する。表示装置40は、電極劣化報知要求を受信し、これに応じて電極の劣化を報知するテキストメッセージを表示画面に表示させる(STEP209)。
When it is determined that either the first electrode or the second electrode of each sensor electrode is deteriorated (STEP 208: YES), the electrode
また、制御部400は、電極劣化判定信号DJSに応じて電極機能切替回路307を制御し、電極機能の切り替えを実行させる(STEP210)。例えば、第1電極がアクティブ、第2電極がニュートラルに設定されている状態で、第1電極の劣化度が所定以上であり且つ第2電極よりも相対的に劣化度が大きいことを示す電極劣化判定信号DJSが供給された場合、電極機能切替回路307は第1電極をニュートラル電極、第2電極をアクティブ電極とするべく、電極機能の切り替えを行う。
Further, the
一方、STEP208において電極が劣化していないと判定すると(STEP208:NO)、電極状態判定部306は、いずれの電極も劣化していないことを示す電極劣化判定信号DJSを制御部400に供給する。制御部400は、電極劣化判定信号DJSを受け、これに応じてセンサ電極20L及び20Rの各々の第1電極及び第2電極の従前の電極機能の状態を維持させる。
On the other hand, when it is determined in STEP 208 that the electrodes have not deteriorated (STEP 208: NO), the electrode
なお、制御部400は、図6及び図7に示す電極機能切替処理の処理ルーチンの全ての工程を実行してもよいし、一部の工程を省略してもよい。
The
以上の処理ステップにより、電極機能切替処理の動作が行われる。 By the above processing steps, the operation of the electrode function switching processing is performed.
本実施例の生体情報取得システム100では、センサ電極20L及び20Rの各々の第1電極(20LA及び20RA)がニュートラル電極、センサ電極20L及び20Rの各々の第2電極(20LB及び20RB)がアクティブ電極に設定された状態を原則形態としている。このように、運転者の掌が接触するためゴム電極の摩耗が大きい第1電極ではなく、指先が接触するためゴム電極の摩耗が比較的小さい第2電極をアクティブ電極として用いることにより、センサ電極の寿命を延ばすことができる。
In the biometric
また、本実施例の生体情報取得システム100では、車両の運転状況に応じて第1電極及び第2電極の機能を切り替えることが可能に構成されている。例えば、運転者がハンドルを把持しておらず、ハンドルに手を置いた状態で運転操作を行っている場合には、第1電極がアクティブ電極、第2電極がニュートラル電極となるように電極機能の切り替えを行うことにより、生体情報信号BISを取得することが可能となる。また、車両に大きな振動が生じている場合等、ハンドルを両手で把持することが難しい状況においても、同様に第1電極がアクティブ電極、第2電極がニュートラル電極となるように電極機能の切り替えを行うことにより、生体情報信号BISを取得することができる。
Further, the biological
また、本実施例の生体情報取得システム100では、生体情報信号BISに基づいてRRIを算出し、算出したRRIデータと加速度情報又は車速情報に基づいてセンサ電極20L及び20Rの劣化(すなわち、各電極を構成するゴム電極の摩耗)を判定している。判定結果に基づいてセンサ電極の劣化を運転者に報知し、修理や交換を促すことにより、生体情報信号BISを安定して取得できる状態に常に保つことができる。また、センサ電極20L及び20Rの劣化に応じて各々の第1電極及び第2電極の機能を切り替えることにより、劣化していない方の電極をアクティブ電極として生体情報信号BISを取得することが可能となる。
Further, in the biometric
また、本実施例の生体情報取得システム100では、センサ電極20L及び20Rの各々の第1電極及び第2電極の表面に、複数の孔部HLが形成されている。このため、かかる孔部が形成されていない場合と比べて運転者の手が滑りにくい。したがって、ゴム電極を介してハンドルを把持している状態でも、円滑にハンドル操作を行うことができる。さらに、ハンドルカバー10を縫製する際や、ハンドルに装着する際には、ゴム電極が引き延ばされてクラックが生じ、ゴム電極の性能が劣化する可能性があるが、ゴム電極に孔部を設けることでゴム電極の伸縮性を高めることが可能となり、ゴム電極の性能劣化を抑制することができる。
Further, in the biological
なお、本発明は上記実施例で示したものに限られない。例えば、上記実施例では、センサ電極20L及び20Rの各々の第1電極及び第2電極の表面に複数の孔部HLが形成され、これらがハンドルカバー10を構成する基材部の環形状の円周方向に沿って配列されている場合を例として説明した。しかし、孔部の配列はこれに限定されず、例えば第1電極及び第2電極の各々の表面に孔部がランダムに形成されていてもよい。また、第1電極及び第2電極の各々はメッシュ状に形成されていてもよい。また、第1電極及び第2電極のうちの一方(すなわち、第1電極のみ又は第2電極のみ)に複数の孔部が形成されていてもよい。また、図2A及び図2Bでは孔部HLの形状を円形状としているが、楕円形状や、矩形その他の多角形の形状を有していてもよい。
The present invention is not limited to that shown in the above examples. For example, in the above embodiment, a plurality of hole HLs are formed on the surfaces of the first electrode and the second electrode of the
また、上記実施例では、把持信号の検出結果、車両に生じている振動の大きさ等に基づいて電極機能の切り替え(設定)を行う場合を例として説明したが、電極機能の切り替えの契機はこれに限定されず、車両の運転状況に応じて電極機能を切り替えることが可能に構成されていればよい。 Further, in the above embodiment, the case where the electrode function is switched (set) based on the detection result of the gripping signal, the magnitude of the vibration generated in the vehicle, etc. has been described as an example, but the trigger for switching the electrode function is The present invention is not limited to this, and it may be configured so that the electrode function can be switched according to the driving condition of the vehicle.
また、上記実施例では、生体情報取得システム100が、生体情報検出ユニットと、車両のハンドルに装着されるハンドルカバーと、ハンドルカバーの基材部の表面に形成されたセンサ電極と、から構成されている場合を例として説明した。しかし、このようなハンドルカバーの形態ではなく、生体情報検出ユニット及びセンサ電極が車両のハンドルと一体に形成されていてもよい。
また、上記実施例では、センサ電極20L及び20Rをゴム電極として説明したが、これに限定されず、例えば、ハンドルカバー又はハンドルの基材部の表面に導電性塗料を塗布するなどの他の材料によりセンサ電極を形成してもよい。
Further, in the above embodiment, the biometric
Further, in the above embodiment, the
100 生体情報取得システム
10 ハンドルカバー
20L,20R センサ電極
20LA,20RA 第1電極
20LB,20RB 第2電極
30 生体情報検出ユニット
40 表示装置
300 電源回路
301 生体情報検出回路
302 把持信号検出回路
303 メモリ
304 送受信回路
305 RRI算出部
306 電極状態判定部
307 電極機能切替回路
400 制御部
100 Biometric
Claims (6)
前記基材部上に設けられ、前記ハンドルを把持するドライバー側から見て手前側となる位置に配された第1電極と、
前記基材部上に設けられ、前記ハンドルを把持するドライバー側から見て奥側となる位置に配された第2電極と、
前記第1電極又は前記第2電極の少なくともいずれかを介して前記ハンドルを把持しているドライバーの生体情報を検出する生体情報検出部と、
を有し、
前記生体情報検出部は、前記第1電極及び前記第2電極の前記生体情報の検出に関する機能を前記生体情報の検出に関連する状況に応じて切り替えることを特徴とする生体情報検出装置。 The base material that is installed on the handle of the moving object,
A first electrode provided on the base material portion and arranged at a position on the front side when viewed from the driver side for gripping the handle.
A second electrode provided on the base material portion and arranged at a position on the back side when viewed from the driver side for gripping the handle, and a second electrode.
A biometric information detection unit that detects biometric information of a driver holding the steering wheel via at least one of the first electrode or the second electrode.
Have,
The biological information detection unit is a biological information detection device, characterized in that the functions related to the detection of the biological information of the first electrode and the second electrode are switched according to a situation related to the detection of the biological information.
The living body according to any one of claims 1 to 5, wherein each of the first electrode and the second electrode has a plurality of pores arranged along the stretching direction of the base material portion. Information detector.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020188232A JP2022077389A (en) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Biological information acquisition device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2020188232A JP2022077389A (en) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Biological information acquisition device |
Publications (1)
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JP2020188232A Pending JP2022077389A (en) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Biological information acquisition device |
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2020
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